PL61559B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.1.1971 MKP G 01 b, 19/12 UKD Twórca wynalazku: Adolf Karminski Wlasciciel patentu: Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa (Polska) Sposób pomiaru nieniszczaca metoda magnetyczna srednic i polozenia pretów stalowych w betonie lub innym osrodku magnetycznie obojetnym i przyrzad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób okreslania nieniszczaca metoda magnetyczna srednic i polo¬ zenia pretów stalowych w betonie lub innym osrodku magnetycznie obojetnym oraz przyrzad pomiarowy do stosowania tego sposobu.Sposób i przyrzad wedlug wynalazku maja za¬ stosowanie w technice kontroli i ekspertyz w tych przypadkach, kiedy zachodzi koniecznosc badania konstrukcji zelbetowej metoda nieniszczaca oraz gdy z przyczyn technicznych nie mozna zastoso¬ wac innej metody np. radiografii izotopowej lub rentgenowskiej.Znane dotychczas sposoby przeprowadzania po¬ miarów pretów stalowych w betonie polegaja na okresleniu srednicy preta przy znanej jego odle¬ glosci od powierzchni betonu badz odwrotnie, to znaczy na okresleniu odleglosci preta od powierz¬ chni betonu przy znanej jego srednicy. Natomiast jednoczesne okreslenie niewiadomych: srednicy i polozenia preta w betonie wymagaja dokonania dwukrotnego pomiaru w tym samym miejscu na konstrukcji, przy czym drugi pomiar uwarunko¬ wany jest zmiana odleglosci sondy pomiarowej przyrzadu do stosowania takiego sposobu — od powierzchni konstrukcji.Znane przyrzady do prowadzenia tego rodzaju pomiarów sa zaopatrzone w dwuramienne sondy pomiarowe w ksztalcie litery U, dzialajace na za¬ sadzie transformatora, z jednym strumieniem ma¬ gnetycznym sinusoidalnie zmiennym. Amplituda tego strumienia i napiecie indukowane w jednym obwodzie pomiarowym takiego przyrzadu zalezne sa od stopnia oddzialywania preta stalowego na sonde pomiarowa a wiec glównie od odleglosci 5 preta od sondy, jego srednicy i kierunku ulozenia w betonie oraz wlasnosci magnetycznych stali.Znane sa równiez przyrzady, których sondy po¬ miarowe oparte sa na zasadzie wywolywania zmian w rozkladzie linii sil pola magnetycznego w oto- 10 czeniu magnesu stalego pod wplywem oddzialy¬ wania na niego preta stalowego oraz na pomia¬ rze jednym obwodem pomiarowym zmian nateze¬ nia pola magnetycznego w okreslonym miejscu sondy. 15 Stosowane sa takze i przyrzady najprostsze, oparte na zasadzie busoli.Wada stosowanych dotychczas sposobów jedno¬ czesnego okreslania niewiadomych: srednicy i po¬ lozenia pretów w betonie jest obarczenie wyników 20 pomiarów znacznym bledem, gdyz dwukrotne przy¬ kladanie sondy pomiarowej na skutek zmiany jej odleglosci od powierzchni badanej konstrukcji przed drugim pomiarem — nie gwarantuje usta¬ wienia sondy po raz drugi dokladnie w tym sa- 25 mym miejscu na konstrukcji, co przy pierwszym pomiarze.Nierównosci powierzchni badanej konstrukcji powoduja takze, mimo stosowania na przyklad magnetycznie obojetnej podkladki o stalej grubo- 30 sci, ze sonda podczas drugiego pomiaru jest odda- 6155961559 3 lona w stosunku do pierwotnego jej polozenia za¬ wsze o wiecej niz grubosc stosowanej podkladki, obarczajac tym samym pomiar dodatkowym ble¬ dem. Ponadto odsuwanie sondy przy drugim po¬ miarze od powierzchni konstrukcji o grubosc sto¬ sowanej podkladki obniza czulosc przyrzadu, zmniejszajac w ten sposób dokladnosc pomiaru.Dodatkowa niedogodnoscia jest utrudnione pro¬ wadzenie pomiarów szczególnie na scianach pio¬ nowych i powierzchniach sufitowych budowli. Z tych wzgledów pomiary w praktyce sprowadzaja sie do okreslenia polozenia preta przy znanej jego srednicy badz odwrotnie.¦ Pomiary takie nie daja jednak gwarancji, ze przyjeta na podstawie rysunków konstrukcyjnych srednica preta przy pomiarze jego odleglosci od sondy, badz odleglosc przy pomiarze srednicy byly zgodne z rzeczywistymi i stad powstaja trudne do oceny wartosci popelnionych bledów.Celem wynalazku bylo wyeliminowanie opisa¬ nych wad i niedogodnosci a zadaniem wynalazku — ustalenie sposobu pomiaru nieniszczaca metoda magnetyczna srednic i polozenia pretów w betonie, pozwalajacego na jednoczesne okreslenie srednicy i polozenia preta, a takze — skonstruowanie przy¬ rzadu umozliwiajacego przeprowadzanie w taki sposób pomiarów.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie spo¬ sobu wedlug wynalazku, którego istota polega na tym, ze poprzez wyznaczenie ekstremum strumie¬ ni magnetycznych w sondzie pomiarowej i jej oto¬ czeniu, przylozonej do powierzchni badanej kon¬ strukcji — okresla sie na tej powierzchni miejsce i kierunek ulozenia preta, nastepnie nie zmienia¬ jac polozenia sondy powoduje sie zmiany napiec w obwodach pomiarowych sondy poprzez dokonanie zmian rozkladów wywolanych strumieni magnety¬ cznych dla ich wartosci ekstremalnych oraz doko¬ nuje sie odczytu zmian napiec, po czym jednocze¬ snie okresla sie, na podstawie dokonanych odczy¬ tów, srednice i odleglosc preta od powierzchni konstrukcji w miejscu badanym — z monogramu wiazacego odczyty uzyskane dla wszystkich trzech rozkladów strumieni magnetycznych. 45 Istota przyrzadu do stosowania sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze wieloobwcdowa ma¬ gnetyczna sonde pomiarowa, polaczona kablem z ukladem zasilania pradem zmiennym i ukladem pomiarowym, stanowi rdzen ferromagnetyczny z umieszczonym na nim systemem cewek, przezna¬ czonych do wytwarzania co najmniej dwóch stru¬ mieni magnetycznych, zaopatrzony w dwustronne . ramiona, które sa wyposazone w obwody pomia¬ rowe w postaci par cewek, przy czym ramiona sondy od strony styku z powierzchnia badanej konstrukcji sa podstawowymi elementami odbior¬ czymi strumieni magnetycznych a z drugiej stro¬ ny — stanowia dodatkowe elementy kompensuja¬ ce napiecia poczatkowe na obwodach pomiaro¬ wych elementów odbiorczych ramion sondy.Istota odmiany przyrzadu do stosowania sposo¬ bu wedlug wynalazku jest to, ze ramiona sondy pomiarowej, polaczonej z ukladem zasilania pra¬ dem stalym i ukladem pomiarowym, sa wyposa- 65 15 20 25 35 40 zone w obwody pomiarowe w postaci par czuj- - ników, na przyklad plytek Halla.Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest mozliwosc jednoczesnego okreslania srednicy i polozenia pre¬ ta stalowego przy nieznanych obu wartosciach oraz uzyskanie pomiarów ze znacznie mniejszym ble¬ dem niz dotychczas. Konstrukcja przyrzadu do sto¬ sowania sposobu wedlug wynalazku umozliwia je¬ dnorazowe i nieruchome ustawienie sondy pomia¬ rowej na okreslonym uprzednio miejscu na po¬ wierzchni badanej konstrukcji dla calego cyklu pomiarów.Sposób wedlug wynalazku jest objasniony na podstawie przykladu wykonania przedstawionego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy przyrzadu wedlug wynalazku, fig. 2 — rozklad strumieni magnetycznych przy asymetry¬ cznym zasilaniu pradem zmiennym lub stalym je¬ dnej z cewek na rdzeniu sondy, fig. 3 — rozklad strumieni magnetycznych przy asymetrycznym za¬ silaniu pradem zmiennym lub stalym drugiej z cewek na rdzeniu sondy, fig. 4 — rozklad stru¬ mieni magnetycznych przy równoczesnym zasila¬ niu obu cewek na rdzeniu sondy, fig. 5 — sche¬ mat sondy z obwodami pomiarowymi ramion w postaci par cewek, a fig. 6 — schemat odmiany sondy z obwodami pomiarowymi ramion w posta¬ ci par czujników.Przyrzad do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku, w przykladzie wykonania uwidocznionym na rysunku, sklada sie z sondy pomiarowej J. oraz polaczonych z sonda 1 za pomoca kabla 2 ukladu zasilania 3 pradem przemiennym oraz ukladu po¬ miarowego 4. Sonde 1 stanowi ferromagnetyczny rdzen 5 wyposazony w trzy dwustronne ramiona.Czesci ramion pozostajace w styku z powierzch¬ nia badanej konstrukcji sa podstawowymi elemen¬ tami 6, 7 i 8 odbioru strumieni magnetycznych wytworzonych przez system dwóch cewek 9 i 10, rozmieszczonych na rdzeniu 5 sondy 1 miedzy jej ramionami. Natomiast czesci przeciwlegle ramion sondy 1 stanowia dodatkowe elementy 6', 7' i 8' kompensujace napiecia poczatkowe na obwodach pomiarowych w postaci par cewek: 11 — li', 12? —12' i 13 — 13' rozmieszczonych dwustronnie na ramionach sondy 1.W uwidocznionej na rysunku odmianie przyrza¬ du, do stosowania sposobu wedlug wynalazku, przy zasilaniu pradem stalym, obwody pomiarowe ra¬ mion sondy 1 stanowia pary czujników: 14 — 14', 15 — 15' i 16. — 16', rozmieszczone równiez dwu¬ stronnie na koncach tych ramion.Srednice i polozenie preta stalowego w betonie okresla sie w sposób opisany ponizej.Do systemu cewek 9 i 10 na rdzeniu 5 sondy 1 wlacza sie napiecie przemienne z ukladu zasilaja¬ cego 3 tak aby w rdzeniu 5 sondy 1 i jej otocze¬ niu powstaly strumienie magnetyczne 07, 076, 078 i 0'7, 0'76, 0'78, po czym laczy sie z ukladem pomiarowym 4 obwód pomiarowy w postaci pary cewek 12, — 12' srodkowego ramienia 7 — 7' son¬ dy 1. Nastepnie przesuwa sie i obraca sonde 1 do¬ tykajac powierzchni betonu trzema jej ramiona¬ mi w czesciach stanowiacych podstawowe elemen¬ ty 6, 7 i 8 odbioru strumieni magnetycznych z sy-61559 stemu cewek 9 i 10 az do uzyskania maksymalne¬ go wychylenia wskazówki miernika ukladu pomia¬ rowego 4.Po takim ustawieniu sondy 1 utrzymuje sie ja w pozycji nieruchomej i dokonuje sie pomiarów na¬ piec ukladem pomiarowym 4 w obwodach pomia¬ rowych w postaci par cewek 11 — 11', 12 — 12' i 13 — 13' umieszczonych na ramionach 6 — 6', 7 j_ 7' i 8 — 8'. Po wykonaniu tych czynnosci wlacza sie do ukladu zasilajacego 3 pierwsza cew¬ ke 9 z systemu cewek znajdujacych sie na rdzeniu 5 sondy 1, wytwarzajac w ten sposób w rdzeniu 5 sondy i jej otoczeniu strumienie magnetyczne 06 — 067 i 068 oraz 0'6 — 0'67 i 0'68, po czym dokonuje sie ukladem pomiarowym 4 pomiaru napiec w obwodach pomiarowych w postaci par cewek 11 — 11', 12 — 12' i 13 — 137. Nastepnie wlacza sie do ukladu zasilajacego 3 druga cewke 10 z systemu cewek na rdzeniu 5 sondy 1, wy¬ twarzajac w ten sposób w rdzeniu 5 sondy 1 i jej otoczeniu strumienie magnetyczne 08 — 087 i 086 oraz 0'8 — 0'87 i 0'86, po czym — jak poprzed¬ nio — dokonuje sie ukladem pomiarowym 4 po¬ miaru napiec w obwodach pomiarowych w postaci par cewek 11 — 11', 12 — 12' i 13 — 13'.W celu zmniejszenia bledów z otrzymanych wy¬ ników dokonanych pomiarów oblicza sie odpowie¬ dnie wartosci srednie, na podstawie których z no- mogramów skalowania przyrzadu okresla sie rów¬ noczesnie srednice i odleglosc preta stalowego 17 od powierzchni betonu w badanym miejscu.Stosujac odmiane przyrzadu do stosowania spo¬ sobu wedlug wynalazku przy za*silaniu pradem stalym, postepuje sie analogicznie, z tym, ze mie¬ rzy sie odpowiednio napiecia na parach czujników 14 — 14', 15 — 15' i 16 — 16', stanowiacych obwo¬ dy pomiarowe ramion 6 — 6', 7 — 7' i 8 — 8' sondy 1. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru nieniszczaca metoda magne¬ tyczna srednic i polozenia pretów stalowych w be¬ gonie lub innym osrodku magnetycznie obojetnym, znamienny tym, ze poprzez wyznaczenie ekstre¬ mum strumieni magnetycznych (07 — 076 i 078 oraz 0'7 — 0'76 i 0'78) w sondzie pomiarowej i jej otoczeniu, przylozonej do powierzchni bada- 5 nej konstrukcji okresla sie na tej powierzchni miejsce i kierunek ulozenia preta, nastepnie, nie zmieniajac polozenia sondy, powoduje sie zmiany napiec w obwodach pomiarowych sondy poprzez dokonanie zmian rozkladów wywolanych strumie- 10 ni magnetycznych (06 — 067 i 068, 0'6 — 0'67 i 0'68 oraz 08 — 087 i 086, 0'8 — 0'87 i,.0'86) dla ich wartosci ekstremalnych oraz dokonuje sie odczytu zmian napiec, po czym jednoczesnie okre¬ sla sie, na podstawie dokonanych odczytów, sred- 15 nice i odleglosc preta od powierzchni konstrukcji w miejscu badanym z nomogramu wiazacego od¬ czyty uzyskane dla wszystkich trzech rozkladów strumieni magnetycznych.

2. Przyrzad do stosowania sposobu wedlug 20 zastrz. 1, znamienny tym, ze wieloobwodowa ma¬ gnetyczna sonde pomiarowa (1), polaczona kablem (2) z ukladem zasilania (3) pradem przemiennym i z ukladem pomiarowym (4), stanowi ferromagne¬ tyczny rdzen (5) z umieszczonym na nim systemem 25 cewek (9 i 10) o zdolnosci wytwarzania eonajmniej dwóch strumieni magnetycznych, a który to rdzen (5) jest zaopatrzony najkorzystniej w trzy ramiona dwustronne (6 — 6', 7 — 7', 8 — 8') wyposazone w obwody pomiarowe w postaci par cewek (11 — 30 11', 12 — 12' i 13 — 13'), przy czym ramiona son¬ dy (1) od strony styku z powierzchnia badanej konstrukcji sa podstawowymi elementami odbior¬ czymi (6, 7 i 8) strumieni magnetycznych wytwa¬ rzanych przez system cewek (9 i 10) a po stronie przeciwnej — stanowia dodatkowe elementy (6', 7' i 8') kompensujace napiecia poczatkowe na obwo¬ dach pomiarowych (11 — 11', 12 — 12' i 13 — 13') elementów odbiorczych (6, 7 i 8) ramion sondy (1).

3. .Odmiana przyrzadu wedlug zastrz. 2, zna¬ mienna tym, ze ramiona (6 — 6', 7 — 7' i 8 — 8') sondy (1), polaczonej z ukladem zasilajacym (3) pradem stalym i z ukladem pomiarowym (4), sa wyposazone w* obwody pomiarowe w postaci par czujników (14 — 14', 15 — 15' i 16 — 16'), na „ przyklad plytek Halla. 45 35 40 \61553 MKP G 01 b, 19/12; KI. 42 b, 11 \ / OvV "*» ""» N v XN \ '£*'-- :sr-^ vw//w/ll//f///lflfn^A — * wllwwwwlwlwlwwiffmw^^ ro^ - r—^- -v A?/' v'v^ \* Bj. 'V #'8G // / ' // // • ////•¦ HS §wH| '6' / ' ' - LL.1 LL 10 N isiA lftrrr)rr))}li//fi/r'r//f/i/trirrr)n)llf)tlll?lllll\)fXt \\\V v^ v^ - ---=¦-"-^»--i ^SB.^ \*A ,¥& Vff//'/////////"//i ^Wf\ Rj.a ¦/7 PL PL